У каждого в доме есть как минимум один старый провод со странным уплотнением на конце.

Во время зарядки или работы девайсов он нагревается, и вообще кажется каким-то посторонним объектом. Многие бюджетные ноутбуки всё ещё поставляют с такой особенностью.

В то же время ни на одном проводе Apple и современных зарядках для Android вы не уведите этого уплотнения.

Ниже разберёмся, зачем выпуклость нужна, почему её избегают в комплектных проводах iPhone и Mac и как обход этой особенности сделал современные кабели такими дорогими, а назад дороги уже нет.

Начнём с одной важной проблемы всех наших проводов.

Как у всех проводов нашли большую проблему

Любой провод, подключённый к питанию, генерирует электромагнитные помехи, которые напрямую создают проблемы в использовании гаджетов.

Это происходит, когда электрический ток в проводе создает переменные магнитные и электрические поля, особенно при передаче сигналов с высокой частотой (как в Thunderbolt).

Без защиты от них такие сторонние поля всегда искажают сигнал.

На практике это вызывает много проблем.

Без защиты от помех:

▪︎ Медицинские приборы дают неверную схему ЭКГ или непригодный для использования снимок с яркими полосами
▪︎ На компьютерах происходит ошибка сохранения данных
▪︎ В проводных наушниках появляется противный треск
▪︎ Монитор показывает изображение с неприятным шумом или мерцанием
▪︎ У смартфонов появляется перегрев материнской платы и проблемы с сотовой связью во время зарядки.

А ещё из-за них провод превращается в антенну и ловит поля других приборов, даже сотовой связи. И в итоге гаджетам мешают помехи не только от проводов, подключённых напрямую.

Помните, как раньше реагировали колонки ритмичным резким звуком за несколько секунд до того, как на мобильном зазвенит входящий звонок? В этот момент провод питания выступал в качестве антенны и улавливал сигнал, поступающий на модем телефона.

🤔 Для подавления сотовой связи, GPS или радиолокаторов этот эффект, наоборот, усиливают с помощью генераторов электромагнитных сигналов в диапазоне, в котором работает устройство.

Чтобы избежать этих помех, в проводах начали использовать специальный фильтр, который и находятся в «бугре».

Зачем нужна выпуклость на старых проводах

Итак, уплотнение на проводах на самом деле представляет из себя продолговатый «бублик» из феррита. Он поглощает высокочастотные электромагнитные шумы, которые генерирует кабель во время высокой нагрузки.

Он называется ферритовым фильтром.

Феррит является композитным материалом, основу которого составляет оксид железа с примесями никеля, цинка или марганца.

Этот состав даёт ему два важных свойства.

Высокая магнитная проницаемость позволяет фильтру поглощать энергию высокочастотных магнитных полей, просто превращяя её в тепло.

Низкая электропроводность не мешает низкочастотным сигналам и питанию проходить по проводу без потерь.

Из-за высокочастотных шумов металлические провода могут генерировать излучение и тем самым превращаться в антенну. За счёт их поглощения феритовым фильтром это свойство провода также подавляется.

Вы сотню раз встречались с пользой этого элемента на практике.

В компьютерных проводах фильтр помогает устранить помехи, которые генерирует электричество внутри самого кабеля, чтобы ноутбук меньше нагревался во время зарядки и стабильнее получал ток.

А в проводах для наушников, мышек, мониторов и медицинских приборах ферритовый фильтр помогает блокирвать внешние сигналы, которые кабель ловит из-за своего свойства превращаться в антенну. Таким образом устройства вывода выдают изображение, звук и любой другой результат в чистом виде.

Чем плотнее такой бочонок к проводу и длиннее, тем лучше он блокирует помехи и оставляет сигнал чистым.

Но чем он не устроил Apple?

Какие минусы есть у проводов с «бочонком»

Установка такого фильтра стоит дёшево и не требует дорогой оплётки кабеля. Однако c ним связано сразу три проблемы.

1. Ферритовый фильтр заметно снижает, но не блокирует помехи полностью.

Он не подходит в случаях, когда нужна высокая точность вывода или большая плотность потока. Например, для быстрой зарядки или транслировании 4K-видео на второй экран.

Для понимания, фильтр не спасает даже колонки от простого сигнала мобильного телефона, который вызывает ритмичный резкий звук. По этой причине, кстати, в больницах иногда и просят отключать смартфоны.

2. Также само решение не выглядит эстетично.

3. Но самое главное, ферритовый фильтр начинает поглощать и высокочастотные сигналы от 1 Гц, которые используют в проводах при передачи данных по стандарту USB 4 и Thunderbolt, что делает технологию несовместимой с такими кабелями.

Поэтому ему на замену производители использовали сразу несколько методов отсечения помех, более эффективные и миниатюрные.

Как в Apple избавились от горба

Слева простой провод без контроля питания, а слева Thunderbolt 4 от Apple

В современных проводах все производители и особенно Apple используют три метода защиты от помех, которые заменяют феррит.

> Во-первых, провода, по которым передаётся сигнал, экранируют металлической оплёткой. Это блокирует утечку и проникновение электромагнитных полей.

> Во-вторых, в наконечники проводов встроены чипы, которые делят сигнал на более мелкие части и пускают по разным потокам. Это снижает частоту и генерирование сторонних полей на один поток.

> В-третьих, для компенсации помех один поток сплетён из двух проводов – по одному пускают нужный сигнал, а по второму противоположный ему, чтобы сгенерировать противоположное поле и тем самым «отменить» генерирование сильного электромагниного поля.

В наконечниках проводов также есть крохотные блоки питания, которые отвечают за поставку энергии на чипы, которые управляют потоком электричества и данных в проводе.

Эти процессоры также корректируют ошибки при поступлении тока и дополнительно фильтруют высокочастотные помехи.

Вся эта сложность объясняет, почему провода Apple выглядят лаконично, но стоят так дорого. Плотная оплётка, производство и умные чипы повышают цену, но добавляют практичность и эстетику.

Некоторые кабели доходят до 8 000 рублей за один метр, например, Thunderbolt 4 с передачей данных 40 ГБ/с и поддержкой питания до 100 Вт.

Он передаёт данные в большом количестве и с высокой частотой, доходя до гигагерцового диапазона, и потому может стать мощной антенной, которая «ловит» и генерирует огромное количество помех.

Чтобы защитить данные от их влияния, на таких проводах используют ещё больше экранирования, проводов с противоположным потоком данных для компенсации сигналов и умных чипов, которые разбивают этот поток на слабые сигналы.

Более того, чем провод длиннее, тем больше помех нужно контролировать, и защита растёт в прогрессии.

Почему уход от уплотнения дорого стоит, но имеет смыл

15 лет назад почти все повода для зарядки, поддерживающие даже небольшую мощность, использовали ферритовые фильтры. Они верно работали, но имели слишком много минусов.

«Бочонок» нагревался, не блокировал помехи полностью и несовместим со стандартами скоростной передачи данных.

Apple же с первых iPhone перешла на более технологичный метод защиты кабелей от помех.

Простой железный фильтр заменили на дорогую обмотку и умные чипы, встроенные сразу в провод, что делало их дороже, но гораздо надёжнее.

Качественные блоки питания Apple играют не меньшую роль в безопасности и качестве доставки энергии. Но это уже другая история

Такие провода не перегреваются, не убивают и бережно относятся к компонентам устройств, не сжигая их контроллеры питания, а ещё выглядят минималистично.

Ценовую политику компании на её кабели зарядки и передачи данных поначалу сложно понять, но стоит посмотреть на дешёвые китайские провода, в которых нет умных процессоров, резисторов, мини-блоков питания и всё встаёт на места.

Также переход на новую технологию сделал возможным выпуск стандартов USB4 и Thunderbolt со скоростью передачи данных на 20, 40 и даже 80 ГБ/с.

А какими проводами пользуетесь вы? Делитесь в комментариях!

👉 Кстати, электромагнитные поля могут быть не только источником помех, но и основой для полезных технологий. Например, в своих моторах Tesla использует управляемые поля для запуска автомобиля.

• До ←

  Apple объяснила, как запретить MacBook включаться каждый раз при открытии крышки

• После →

  Meta* может перестать разрабатывать ИИ, которые она считает очень опасными для человечества